Chapter 17 第十七章 铜锌分族the copper subgroup and zinc .ppt

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1、Chapter 17 第十七章 铜锌分族 the copper subgroup and zinc subgroup,copper subgroup zinc subgroup,第一过渡系列,第二过渡系列,原子化能,1 铜分族 the copper subgroup,一、General properties 1.The first ionization energy:2.Oxidation state:,IB族元素的第一电离能比IA族元素高得多,这是因为ns电子穿透了 3(n-1)d 电子的屏蔽;从Cu到Ag第一电离能降低是因为Ag有较高的主量子数,价电子离核远,较易失去价电子,而Au的第一电

2、离能却更大,这是由于Au的6s电子不仅穿透 5d 而且还穿透 4f 电子的屏蔽。,3.Covalence properties:Cu、Ag、Au形成共价键的倾向大于碱金属. 4.Complexes (figure) 5. Existence in nature:CuFeS2: copper pyrite (chalcopyrite) 黄铜矿Cu2O: Cuprite 赤铜矿CuCO3Cu(OH)2 : malachite 孔雀石Cu2S: copper glance 辉铜矿银存在于 Pb,Zn,Cd 等硫化物矿中,Cu、Ag和Au也共生于砷化物、锑化物以及硫化物-砷化物中。Cu、Ag特别是Au

3、也有天然态存在.,铜分族,铜分族,二、the simple substance 1.Physical properties: Cu red, Ag white, Au yellow, 都是立方面心晶体(face-centered cubic crystal),由于ns和(n-1)d上的一个或几个电子都能参与成键,所以它们的熔沸点较高,导电、导热性能好,有良好的延展性,特别是金(Au),它们都能形成合金(alloy),铜分族,2. Chemical properties: (1)与酸反应:,铜分族,(2) 与O2的反应:在潮湿空气中: (3) 与 H2S,S 反应: Au不与S反应,空气中含H2

4、S时,Ag变黑,生成Ag2S。配制含小苏打和食盐的稀溶液于铝制容器中,将发黑的银器与铝制容器接触,Ag2S可溶解,发黑银器变亮. (4)Cu,Ag,Au 溶于含氧的碱性氰化物中: (5) Cu可溶于含氧的氨水中:,铜分族,3.Preparation: (1)铜的冶炼 CuFeS2(黄铜矿)的冰铜熔炼法:,铜分族,熔炼,(2)银、金的冶炼 :无论是M或MX都可以用氰化法浸取,铜分族,三 Their compounds 1.+1O.S. (1)铜族元素的+1氧化态的绝大多数是固态或配合物,都是反磁性和无色的,但Cu2O是例外,它是黄色或红色. (2)除了Ag(I)在固态和水溶液中都稳定存在外,Cu

5、(I)和Au(I)在水中都发生歧化反应: CuCl 的盐酸溶液能吸收CO形成 Cu(CO)ClH2O2(可测定气体混合物中CO的含量) (3)CuX , 除CuF(易歧化)是红色外,其余的都是白色,都可用适当的还原剂(SO2,Cu)在有卤素存在的条件下,还原Cu(II)制得:,铜分族,铜分族,(4) 与浓硝酸,氰根离子的反应:(5)氧化还原反应:,铜分族,2.+2 O.S (以Cu(II)为主) (1) (2) Saltsa.CuCl2溶于水,也易溶于乙醇和丙酮 浓CuCl2 吸收NO,颜色变成棕黑色,但稀释时放出NO,铜分族,3.+3 O.S (以Au(III)为主) Preparation

6、: Au+Cl2=AuCl3 2Cu(OH)2+NaClO+2NaOH=2NaCuO2+NaCl+3H2O Properties:Au(III)的卤化物、氧化物和氢氧化物都呈两性 分解: AuCl3=AuCl+Cl2 氯金酸盐不仅能溶于水,也能溶于乙醚、乙酸乙酯等有机溶剂中,可利用来萃取金。 AgO是diamagnetism, 这说明AgO为Ag(I) Ag(III)的混合氧化物,?,铜分族,但CsAuCl4的溶解度非常小,可利用来鉴别金元素。,2 锌分族 The zinc subgroup,一、General properties first ionization energy:与IB相似,

7、解释也相同. Oxidation number: Zn,Cd的化学性质相似, 而与汞的性质差别很大: 标准电极电势: ZnCl2, CdCl2 的离子性比 HgCl2 强。 存在:ZnS 闪锌矿( zinc blende),与纤锌矿(wurtzite)不同,HgS辰砂(cinnabar),Zn2CO3菱锌矿(smithsonite),CdS硫镉矿( greenockite),锌分族,二、The simple substance Physical properties 熔沸点低,不仅低于IA族,也低于IB族,汞是唯一的液态金属(在室温下)。 汞能形成汞齐(amalgams)fluid or pa

8、ste-like , (Mn、Fe、Ni难与汞形成汞齐),汞的第一电离势高,锌分族,2.Chemical properties: Zn 两性(amphoteric) Cd除了是碱性金属外,其它性质都与Zn相似, Hg+S=HgS 汞液态,接触面积大,两者新合力较强,只溶于氧化性酸反应:3Hg+8HNO3(稀)=3Hg(NO3)2+2NO+4H2O 3.Preparation: Zn:2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2 2C+O2=2CO ZnO+CO=Zn+CO2 Hg: HgS+O2=Hg+SO2 HgS+Fe=Hg+FeS 4HgS+4CaO=4Hg+3CaS+CaSO4,锌分族,三、T

9、heir compounds +2 O.S: 1.Color and solubility: ZnS(白色,难溶) CdS(黄色,难溶) HgS(黑或红,难溶) ZnI2(无色,易溶) CdI2(黄绿,可溶) HgI2 (红,难溶) ZnO(白色,难溶) CdO(棕色,难溶) HgO(红或黄,难溶) 2.Oxides and hydroxides: ZnO 两性 CdO 碱性,极弱的酸性 HgO 碱性 HgO的制备:2Hg(NO3)2=2HgO+4NO2+O2 大颗粒,红色 Hg(NO3)2+2NaOH=2NaNO3+HgO+H2O 小颗粒,黄色,锌分族,3.Sulfides: ZnS可溶于0

10、.3M的盐酸 ZnSBaSO4锌钡白 CdS溶于浓盐酸,HgS只能溶于王水或硫化物溶液中:4.Halides ZnCl2是固体盐中溶解度最大的(333g/100gH2O)溶于水发生水解,具有显著的酸性,能溶解金属氧化物。FeO+2HZn(OH)Cl2=FeZn(OH)Cl22+H2O 汞的卤化物 (1)HgCl2 (升汞)有剧毒,稍溶于水,易升华 制备:HgSO4+2NaCl=HgCl2+Na2SO4,所以在焊接时用其浓溶液可以溶解金属表面氧化物。,锌分族,(2)HgI2,锌分族,5.硝酸汞 水解: 氨解: 2.+1O.S 除 外其余的在水溶液中都不稳定。,均不易得到,因为歧化,过量,物均难溶。,

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